含B、N元素共轭聚合物的设计、合成及电子学器件性能研究
发布时间：2021-05-12 02:49
共轭聚合物由于重量轻、柔韧性好、成本低且易于加工而被广泛应用于有机电子学器件研究,例如有机场效应晶体管（OFET）和有机太阳能电池（OSC）。共轭聚合物的本征光、电性质,如光物理性质和前线分子轨道（FMO）能级是决定电子学器件性能的关键因素之一。因此通过分子结构设计和裁剪实现共轭聚合物光电性质的调节进而调控器件性能具有重要意义。富电子单元（D）-缺电子单元（A）交替共聚是目前构建共轭聚合物的主要策略。在共轭聚合物中,以碳（C）-碳（C）单-双键交替共轭结构为主,并辅以N、B、O、P、S等杂原子。其中,B和N两种杂元素在元素周期表中位于C元素两侧,原子系数与C只相差1。虽然B、N与C的原子系数相近,但性质却相去甚远。若能将B和N这两种元素引入C为主的共轭骨架,获得含B、N杂元素的聚合物,则可以更加精细地调节材料的光、电性质,从而实现器件性能调控。本文我们选用一个含B←N键的缺电子单元,BNIDT与不同的共轭单元进行D-A或A-A共聚,获得一系列含B、N杂元素的共聚物。首先,探究了BNIDT与吡咯并吡咯二酮（DPP）的共聚物（BNIDT-DPP）的合成及电子学器件性能。研究发现,与C-C聚...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 有机太阳能电池的理论基础
1.2.1 有机太阳能电池的器件结构
1.2.2 有机太阳能电池的基本原理
1.2.3 有机太阳能电池的基本性能参数
1.2.4 有机半导体材料的设计原则
1.3 有机太阳能电池活性层材料研究进展
1.3.1 有机太阳能电池给体材料的研究进展
1.3.2 有机太阳能电池受体材料的研究进展
1.3.2.1 小分子受体材料
1.3.2.2 聚合物受体材料
1.3.3 硼氮掺杂的π电子单元
1.3.3.1 含B、N掺杂的杂环化合物的理论基础
1.3.3.2 含B←N配位键的π电子单元
1.3.3.3 含B-N共价键的π电子单元
1.3.3.4 含N-B←N键的π电子单元
1.4 论文研究思路及意义
第2章 BNIDT与吡咯并吡咯二酮（DPP）共聚物的合成及器件性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要化学原料和试剂
2.2.2 通用测试和表征
2.2.3 Gaussian计算（DFT）
2.2.4 OTFT器件的制备和测试
2.2.5 OSC器件的制备和测试
2.2.6 目标化合物的合成
2.3 结果与讨论
2.3.1 材料的合成和热力学表征
2.3.2 光电性能的研究
2.3.3 高斯理论模拟计算
2.3.4 X射线衍射和器件性能
2.4 结论
第3章 BNIDT与氟代苯并三氮唑（BTZ）共聚物的合成及器件性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要化学原料和试剂
3.2.2 通用测试和表征
3.2.3 Gaussian计算（DFT）
3.2.4 OSC器件的制备和测试
3.2.5 目标化合物的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的合成和热力学表征
3.3.2 光电性能的研究
3.3.3 高斯理论模拟计算
3.3.4 器件性能
3.4 结论
第4章 侧链工程和非共价分子相互作用对B←N嵌入聚合物的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要化学原料和试剂
4.2.2 通用测试和表征
4.2.3 Gaussian计算（DFT）
4.2.4 OSC器件的制备和测试
4.2.5 目标化合物的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的合成和热力学表征
4.3.2 光电性能的研究
4.3.3 高斯理论模拟计算
4.3.4 器件性能
4.4 结论
第5章 基于酰亚胺类给体材料
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要化学原料和试剂
5.2.2 通用测试和表征
5.2.3 Gaussian计算（DFT）
5.2.4 OSC器件的制备和测试
5.2.5 目标化合物的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的合成和热力学表征
5.3.2 光电性能的研究
5.3.3 高斯理论模拟计算
5.3.4 器件性能
5.4 结论
第6章 结论与展望
6.1 本文结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 基于BNIDT-DPP体系的小分子及聚合物的核磁图
附录 B 基于 BN-Ph-CH_3-Br 和 BN-Ph-f-Br 体系的小分子及聚合物的核磁图
附录 C 基于酰亚胺类给体材料的核磁图
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3182587
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 有机太阳能电池的理论基础
1.2.1 有机太阳能电池的器件结构
1.2.2 有机太阳能电池的基本原理
1.2.3 有机太阳能电池的基本性能参数
1.2.4 有机半导体材料的设计原则
1.3 有机太阳能电池活性层材料研究进展
1.3.1 有机太阳能电池给体材料的研究进展
1.3.2 有机太阳能电池受体材料的研究进展
1.3.2.1 小分子受体材料
1.3.2.2 聚合物受体材料
1.3.3 硼氮掺杂的π电子单元
1.3.3.1 含B、N掺杂的杂环化合物的理论基础
1.3.3.2 含B←N配位键的π电子单元
1.3.3.3 含B-N共价键的π电子单元
1.3.3.4 含N-B←N键的π电子单元
1.4 论文研究思路及意义
第2章 BNIDT与吡咯并吡咯二酮（DPP）共聚物的合成及器件性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要化学原料和试剂
2.2.2 通用测试和表征
2.2.3 Gaussian计算（DFT）
2.2.4 OTFT器件的制备和测试
2.2.5 OSC器件的制备和测试
2.2.6 目标化合物的合成
2.3 结果与讨论
2.3.1 材料的合成和热力学表征
2.3.2 光电性能的研究
2.3.3 高斯理论模拟计算
2.3.4 X射线衍射和器件性能
2.4 结论
第3章 BNIDT与氟代苯并三氮唑（BTZ）共聚物的合成及器件性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要化学原料和试剂
3.2.2 通用测试和表征
3.2.3 Gaussian计算（DFT）
3.2.4 OSC器件的制备和测试
3.2.5 目标化合物的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的合成和热力学表征
3.3.2 光电性能的研究
3.3.3 高斯理论模拟计算
3.3.4 器件性能
3.4 结论
第4章 侧链工程和非共价分子相互作用对B←N嵌入聚合物的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要化学原料和试剂
4.2.2 通用测试和表征
4.2.3 Gaussian计算（DFT）
4.2.4 OSC器件的制备和测试
4.2.5 目标化合物的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的合成和热力学表征
4.3.2 光电性能的研究
4.3.3 高斯理论模拟计算
4.3.4 器件性能
4.4 结论
第5章 基于酰亚胺类给体材料
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要化学原料和试剂
5.2.2 通用测试和表征
5.2.3 Gaussian计算（DFT）
5.2.4 OSC器件的制备和测试
5.2.5 目标化合物的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的合成和热力学表征
5.3.2 光电性能的研究
5.3.3 高斯理论模拟计算
5.3.4 器件性能
5.4 结论
第6章 结论与展望
6.1 本文结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 基于BNIDT-DPP体系的小分子及聚合物的核磁图
附录 B 基于 BN-Ph-CH_3-Br 和 BN-Ph-f-Br 体系的小分子及聚合物的核磁图
附录 C 基于酰亚胺类给体材料的核磁图
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3182587
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3182587.html
